Tief verborgen im lippischen Land, dicht an der Grenze zum Paderborner Land, befindet sich ein Ort, an dem die Naturgesetze scheinbar außer Kraft gesetzt sind. Hier soll sich das sagenumwobene schwarze Loch von Schlangen befinden – ein Punkt, an dem Gravitation, Masse und Lichtgeschwindigkeit eine geheimnisvolle Verbindung eingehen.
Nur wer die physikalischen Rätsel rund um das schwarze Loch löst, kann seine wahren Koordinaten entschlüsseln und das Logbuch bergen.
Bist du bereit, dich der Anziehungskraft des Unbekannten zu stellen?
Bildquelle: https://www.uni-hamburg.de/newsroom/forschung/2019/0410-schwarzesloch.html, ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser
Das Rätsel
Um das schwarze Loch von Lippe zu finden, musst du drei fundamentale Konstanten und Größen der Physik recherchieren und berechnen. Nur durch die richtige Anwendung von Wissen über Gravitation, Masse und Lichtgeschwindigkeit kannst du den Ereignishorizont überwinden und das Ziel erreichen.
1. Die Lichtgeschwindigkeit (c)
Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum ist eine der wichtigsten Naturkonstanten. Sie ist in Meter pro Sekunde eine neunstellige Zahl, die mit 2 beginnt.
Frage: Wie lautet die Lichtgeschwindigkeit c in m/s?
Notiere die letzten drei Ziffern dieser Zahl als X.
2. Die Gravitationskonstante (G)
Die Gravitationskonstante ist das Maß für die Stärke der Gravitation im Universum und wird in der Einheit m3/(kg * s2) angegeben.
Frage: Multipliziere diese Konstante mit 1011, sodass du eine Dezimalzahl der Form a1,a2a3a4... erhältst.
Notiere die ersten drei Nachkommastellen dieser Zahl als Y.
3. Die Masse des schwarzen Lochs (M)
Der Ereignishorizont eines schwarzen Lochs – der sogenannte Schwarzschild-Radius – ist der Punkt, an dem nichts, nicht einmal Licht, entkommen kann. Die Masse eines schwarzen Lochs berechnet sich mit folgender Formel:
Gegeben:
-
Der Schwarzschild-Radius des schwarzen Lochs von Lippe beträgt 2,95 km (also 2.950 m).
-
Verwende die Werte für "c" und der Gravitationskonstante "G" aus den vorherigen Schritten.
Aufgabe:
Berechne die Masse "M" in Kilogramm und rechne auf die nächsten 10 Quintillionen (1021) um.
Notiere die ersten drei Ziffern der umgerechneten Masse als Z.
4. Die Finalkoordinaten
Setze deine Ergebnisse wie folgt ein:
Vor Ort müssen keine Grundstücke betreten, keine Zäune überstiegen und keine Bäume bestiegen werden.
Bitte bringt euren eigenen Stift mit.